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Die virtuelle Spritzgießmaschine

Ein neues Projekt kommt auf den Tisch. Wenig überraschend: Das neue Bauteil soll besser sein als sein Vorgänger, mehr leisten und vor allem billiger werden. Ach so – in den nächsten Jahren soll der Preis zudem auch noch weiter fallen (wir sind in der Automobilbranche tätig). Da braucht es kreative Ideen, um Optimierungsansätze zu finden, denn in der Zukunft werden Lohn-, Material- und Maschinenkosten wohl eher steigen.

 

simulation kunststoffspritzguss © sspopov /shutterstock (c) © sspopov /shutterstock

simulation kunststoffspritzguss © sspopov /shutterstock

Mögliche Lösungsansätze

Das knifflige an der ganzen Sache ist, dass Fertigungsort, Maschine, Form und Werkstoff mit der Erstmusterfreigabe praktisch festgeschrieben sind. Ein guter Plan muss her, um Einsparpotenziale bei Prozessführung, Materialmenge, Nachbearbeitung, Ausschussreduktion oder geringerer Zykluszeit aufzuspüren. Auf der erfolgreichen Suche nach den Kostentreibern hilft eine virtuelle Spritzgießmaschine, wie SIGMASOFT Virtual Molding. Diese Simulationssoftware erlaubt es dem Verfahrenstechniker, verschiedenste Ideen detailliert durchzuspielen (oder automatisiert rechnen zu lassen als Versuchsreihe DoE (Design of Experiments)).

Typische Fragen, die zur Verbesserung der laufenden Produktion gestellt werden, sind zum Beispiel:

  • Was bringt eine Veränderung der Anspritzung (Temperaturhaushalt, Materialersparnis)?
  • Welche Effekte bringt eine thermische Isolation rund um das Werkzeug?
  • Wie wirken sich Veränderungen der Prozessparameter (Heiz-/Kühlzeiten, Einspritzgeschwindigkeit, Nachdruckzeit) aus?
  • Woher kommen die Fehlstellen, die die Ausschusszahlen hochhalten und kostspielige Nachkontrollen oder Nacharbeit verursachen?

In der Prozessoptimierung geht es häufig um eine Kombination solcher Punkte. Bei der Zykluszeit kann die kleinste Ersparnis schon die anteiligen Maschinenkosten senken. Der Einsatz von Heißkanaldüsen (oder Kaltkanaltechnik bei Elastomeren) vermeidet teure Materialverluste durch verlorene Angussverteiler und erlaubt meist günstigere Maschinenparameter. Aber zahlt sich die Investition wirklich aus?

Die Vorzüge des virtuellen Spritzgießens

Im Technikum stehen nur kleine Maschinen und Probeformen zur Verfügung, die nur begrenzte Rückschlüsse auf die Serienprozesse zulassen. Das trifft besonders dann zu, wenn man bei der Optimierung auf der Suche nach den letzten 10 % ist. In der Wirklichkeit einer Großserienfertigung sind die erforderlichen Trial-and-Error-Versuche völlig unrealistisch. Durch eine Simulationssoftware lassen sich jedoch beliebige bauliche Szenarien, Material- und Prozessänderungen durchspielen und man kann anschließend die Serie gezielt optimieren. Vorher das Resultat zu kennen ist eine enorme Hilfe, um die richtigen Entscheidungen zur Kostenreduktion der laufenden Serie zu treffen.

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